專利名稱：冷電離輻射滅菌的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及聚合物滅菌。
背景技術(shù)：
多種聚合物已用于制備外科植入物和組織密封劑，或用于執(zhí)行手術(shù)修補(bǔ)和藥物遞 送。為了滿足患者安全方面的考慮并滿足管理要求，含有此種聚合物的醫(yī)療產(chǎn)品通常在生 產(chǎn)場(chǎng)所滅菌。已采用多種滅菌技術(shù)，包括化學(xué)處理(例如，環(huán)氧乙烷氣體或過氧化氫)、加熱 (例如，蒸汽)和電離輻射(例如，Y輻射、紫外線、X-射線或電子束(E-Beam)處理)。含 有多糖或其他聚合物的醫(yī)療產(chǎn)品可以以干燥可水合形式(例如，作為粉末或海綿體)提供 給醫(yī)療專業(yè)人員，并且水合(例如，再水合)以形成供隨后安置在患者中的濕性可成形產(chǎn)品 (例如，粘性凝膠或可壓縮海綿體)。

發(fā)明內(nèi)容
在一些情況下，可水合的醫(yī)療產(chǎn)品在水合過程中或之后，或者在患者安置 (patient placement)過程中或之后需要表現(xiàn)出特殊的物理特性。例如，形成可水合凝膠的 聚合物可能需要一種或多種性能，例如快速、無團(tuán)塊水合(clump-free hydration)；當(dāng)噴灑 或注射時(shí)的觸變行為；一旦固定就位后的高粘度和粘性凝膠特性；可控的生物降解；對(duì)過 早生物降解的抗性；或分解或移位而不產(chǎn)生大塊固體的能力?？伤虾＞d體可能需要一種 或多種性能，例如拉伸強(qiáng)度；彈性；被壓縮之后緩慢或快速的形狀回復(fù)；可控的生物降解； 對(duì)過早生物降解的抗性，或分解或移位而不產(chǎn)生大塊固體的能力。聚合物分子量可以強(qiáng)烈 影響這些性能。利用電離輻射滅菌可能引起大量聚合物斷鏈和分子量大幅度減小，聚合物 性能隨之發(fā)生實(shí)質(zhì)性變化。當(dāng)使用Y射線滅菌時(shí)，聚合物降解程度可能特別嚴(yán)重，但當(dāng)使 用其他電離輻射滅菌技術(shù)時(shí)也可觀察到明顯降解。利用蒸汽或環(huán)氧乙烷滅菌(典型地在水 蒸氣的存在下進(jìn)行)可使聚合物水合并過早地將其轉(zhuǎn)變成凝膠形式，從而限制或防止隨后 在產(chǎn)品安置的預(yù)期時(shí)間的再水合。在一方面，本發(fā)明提供了聚合物滅菌的方法，該方法包含a)提供在周圍溫度以下(例如，冷凍到約15°C以下的溫度)冷凍的形成可水合凝 膠的聚合物；和b)利用電離輻射對(duì)該冷凍聚合物滅菌，從而提供無菌聚合物。在優(yōu)選的實(shí)施方式中，該冷凍聚合物是利用電子束輻射滅菌的。與周圍溫度聚合 物的電離輻射滅菌相比，所公開的方法可以降低聚合物斷鏈和物理性能的變化。該方法對(duì) 于維持將要噴射到治療部位上的形成可水合凝膠的聚合物的可接受物理性能特別有用。在另一方面，本發(fā)明提供了包含形成無菌可水合凝膠的聚合物的醫(yī)療設(shè)備，該形 成無菌可水合凝膠的聚合物的多分散指數(shù)比該聚合物在未滅菌時(shí)的(即，在滅菌之前該聚 合物的)多分散指數(shù)大，或者該形成無菌可水合凝膠的聚合物的重均或數(shù)均分子量比當(dāng)該 聚合物在周圍溫度下時(shí)利用電離輻射滅菌(例如，利用電子束輻射)時(shí)的各自重均或數(shù)均分子量大。在另一方面，本發(fā)明提供了治療方法，該方法包含使公開的形成無菌可水合凝膠 的聚合物水合從而形成粘性水凝膠，和將一層粘性水凝膠注射或噴灑到組織(例如，粘膜 組織)或其它機(jī)體結(jié)構(gòu)上。
具體實(shí)施例方式下面的具體實(shí)施方式
描述了某些實(shí)施方式，并且不能認(rèn)為具有限制性的意義。本 文中的所有重量、數(shù)量和比率為按重量計(jì)，除非另外具體地注明。下面顯示的術(shù)語具有下列 的含義術(shù)語“周圍溫度”表示正常的室溫，例如20°C。術(shù)語“抗微生物的”是指在金黃色葡萄球菌、銅綠假單孢菌、肺炎鏈球菌、流感嗜血 桿菌或粘膜炎莫拉菌(Moraxella catarrhal is)的一種或多種的群體中導(dǎo)致大于90 %的 數(shù)值減少(即，至少1個(gè)對(duì)數(shù)數(shù)量級(jí)的減少)的能力。術(shù)語“生物相容性的”當(dāng)用來提及物質(zhì)時(shí)是指該物質(zhì)表現(xiàn)出對(duì)身體的不顯著的有 害或不良作用。術(shù)語“生物可降解的”當(dāng)用來提及物質(zhì)時(shí)是指該物質(zhì)在體內(nèi)將降解或蝕解以形成 小的化學(xué)或物理種類。此類降解過程可以是酶促的、化學(xué)的或物理的。術(shù)語“生物可吸收的”當(dāng)用來提及物質(zhì)時(shí)是指該物質(zhì)能夠被身體吸收。術(shù)語“粘性的”當(dāng)用來提及液體或凝膠時(shí)是指當(dāng)置于水平面上時(shí)該液體或凝膠將 趨于(但不一定在所有情況下)粘住其自身并且形成單一團(tuán)塊。術(shù)語“粉碎的(研細(xì)的，comminuted) ”當(dāng)用來提及顆粒物質(zhì)時(shí)是指顆粒已經(jīng)通過 切割、磨碎、粉碎、搗碎或采用外部施加力量的其他顆粒破碎工藝被破碎并且尺寸減小。術(shù) 語“流體”當(dāng)用來提及物質(zhì)時(shí)是指該物質(zhì)是其損耗模量(G")大于其儲(chǔ)能模量(G')且損 耗角正切值(tan δ )大于1的液體。術(shù)語“凝膠”當(dāng)用來提及物質(zhì)時(shí)是指該物質(zhì)是可變形 的(即，不是固體)，G"小于G'且tanS小于1。術(shù)語“膠凝”當(dāng)用來提及凝膠層的形成時(shí)是指G"等于G'且tan δ等于1的時(shí)刻。術(shù)語“形成可水合凝膠的”當(dāng)用來提及聚合物時(shí)是指該聚合物在干燥形式下可以 與水結(jié)合從而形成粘性水凝膠。術(shù)語“水凝膠”當(dāng)用來提及凝膠時(shí)是指該凝膠是親水性的且含有水。術(shù)語“水合 的”當(dāng)用來提及裝置或物質(zhì)時(shí)是指該裝置或物質(zhì)含有均勻分布的化學(xué)鍵合的水。“完全水合 的”裝置或物質(zhì)不能吸收額外的水合作用的水。“部分水合的”裝置或物質(zhì)能夠吸收額外的 水合作用的水。術(shù)語“粘膜粘著劑”當(dāng)用來提及裝置或物質(zhì)時(shí)是指該裝置或物質(zhì)將粘附于 粘液被覆上皮。 術(shù)語“鼻腔或竇腔”是指在鼻和竇內(nèi)限定正常充氣通道和小室的各種組織，包括但 不限于鼻孑L (nostrils)或鼻孑L (nares)、鼻甲(nasal concha)或鼻甲骨(turbinate)、額 竇、篩竇、蝶竇和上頌竇、竇口(sinus ostia)和鼻咽(nasopharnyx)。術(shù)語“多分散性”和“多分散指數(shù)”是指比率Mw/Mn，其中Mw是重均分子量，Mn是 數(shù)均分子量，它們都利用帶多角度光散射檢測(cè)器的尺寸排阻色譜法測(cè)得(SEC-MALS)。術(shù)語“多糖”包括多糖的衍生物和改性多糖，以及各多糖種類和改性的各多糖種類的衍生物。例如，術(shù)語“羧甲基纖維素”包括羧甲基纖維素衍生物和改性的羧甲基纖維素，術(shù) 語“殼聚糖”包括殼聚糖衍生物和改性的殼聚糖，術(shù)語“淀粉”包括淀粉衍生物和改性淀粉。術(shù)語“保護(hù)性的”當(dāng)用來提及在組織或其他身體結(jié)構(gòu)上的組合物層時(shí)是指該層有 助于使損傷的、發(fā)炎的或手術(shù)修補(bǔ)的組織表面恢復(fù)至正常狀態(tài)，例如，通過一種或多種愈合 機(jī)制諸如炎性應(yīng)答的調(diào)節(jié)、吞噬作用、粘膜重塑、纖毛再生或其他正常功能的完全或部分恢
Μ. ο術(shù)語“停留時(shí)間”當(dāng)用來提及在組織或其他身體結(jié)構(gòu)上的保護(hù)性凝膠層時(shí)是指在 肉眼觀察下凝膠層或其一部分在體內(nèi)仍然就位所持續(xù)的時(shí)間期限。術(shù)語“溶劑化”是指形成含有溶劑或其他載體的溶液或分散體，溶質(zhì)溶解或懸浮在 所述溶劑或載體內(nèi)。術(shù)語“無菌的”和“滅菌的”當(dāng)用來提及裝置或物質(zhì)時(shí)是指當(dāng)根據(jù)ISO標(biāo)準(zhǔn) 11135:1994(E)評(píng)價(jià)時(shí)該裝置或物質(zhì)不含活的微生物，或者是指裝置或方法具有小于10E_3 的無菌保證水平(SAL) (Sterility Assurance Level)，該無菌保證水平是基于滅菌之后產(chǎn) 品單元上存在的活的微生物的概率確定的?！拔礈缇摹毖b置或物質(zhì)不是無菌的裝置或物 質(zhì)，并且“未滅菌的”裝置或物質(zhì)是未經(jīng)歷滅菌過程的裝置或物質(zhì)。術(shù)語“基本上不含膠原的”是指含有足夠低量的膠原使得不會(huì)造成傳播或感染牛 海綿狀腦病(BSE)或變異性克雅氏病(variant Creutzfeldt-Jakob disease) (vCJD)。術(shù)語“薄的”當(dāng)用來提及在組織或其他身體結(jié)構(gòu)上的保護(hù)層時(shí)是指具有小于約2 毫米的平均厚度。所公開的方法和醫(yī)療設(shè)備中可以采用各種各樣的形成可水合凝膠的聚合物。該聚 合物可以是可交聯(lián)的或不可交聯(lián)的，并且在聚合物的混合物中的一種或所有聚合物可被交 聯(lián)。該聚合物期望地為水溶性的或可以，例如通過適當(dāng)酸化使其為水溶性的。該聚合物可以 是液體、凝膠或固體。如果為液體，該聚合物期望地為可交聯(lián)的并且與合適的交聯(lián)劑結(jié)合從 而致使凝膠形成。如果為固體，該聚合物期望地為顆粒形式從而促進(jìn)更快速的水合和凝膠 形成，例如，為平均顆粒直徑小于約1mm、小于約100 μ m、約1到約80 μ m或小于約IymWg 由流動(dòng)的顆粒。聚合物可具有各種分子量，例如滅菌之前重均分子量為約7到約3000kDa、 約15到約750kDa或約15到約500kDa，并且滅菌之前數(shù)均分子量為約5到約2000kDa、約 10到約500kDa或約10到約300kDa.含有聚合物混合物的組合物是特別期望的，因?yàn)榇朔N組合物可以使其性能無法利 用單一聚合物提供的水凝膠和海綿體形成成為可能。例如，通過改變共混物中兩種聚合物 的比率，可以改變?cè)摴不煳锏纳锟山到饣蛏锟晌仗匦院屯Ａ魰r(shí)間。兩種聚合物的混 合物可以例如含有約99到約1 %的第一種聚合物和約1到約99%的第二種聚合物，或約80 到約20%的第一種聚合物和約20到約80%的第二種聚合物，或約60到約40%的第一種聚 合物和約40到約60%的第二種聚合物。通過適當(dāng)?shù)剡x擇混合物中聚合物的類型和量，可以 獲得具有可調(diào)性質(zhì)的可再水合凝膠和海綿體。用于公開的方法和醫(yī)療設(shè)備中的示例性聚合物包括聚乙二醇(“PEG”)、甲氧基 聚乙二醇(“MPEG”)和其它聚氧乙烯類；包括明膠在內(nèi)的膠原和膠原衍生物；多糖和多糖 衍生物；可水合的聚氨酯類及其組合。聚氧乙烯類和多糖是特別期望的形成可水合凝膠的 聚合物。示例性聚氧乙烯類包括來自Dow化學(xué)公司的CARB0WAX 聚乙二醇、也來自Dow化學(xué)公司的相應(yīng)CARBOWAX SENTRY 食物和藥物依從性聚乙二醇以及能夠提供形成可水合凝 膠的聚合物的其它生物相容性聚氧乙烯。示例性膠原和膠原衍生物可從各種來源獲得，包 括菜牛和豬的加工器。公開的醫(yī)療設(shè)備可以是基本上不含膠原的，并且期望地為充分不含 膠原的(即，根本不含膠原)以便適于在全世界可銷售，并不限于人類使用。示例性多糖包 括瓊脂、藻酸鹽、角叉菜膠、纖維素、甲殼質(zhì)、殼聚糖、硫酸軟骨素、葡聚糖、半乳甘露聚糖、糖 原、透明質(zhì)酸、淀粉，和能夠提供形成可水合凝膠的聚合物的其它生物相容性多糖。含有羧 甲基纖維素(CMC)和殼聚糖的組合物可以提供特別期望的一組性能。其它期望的組合物包 括含有殼聚糖和藻酸鹽、透明質(zhì)酸或硫酸軟骨素的那些。示例性纖維素包括CMC、甲基纖維素、乙基纖維素、羥丙基纖維素、羥丙基甲基纖維 素和半纖維素，以及其衍生物，包括氧化的纖維素。示例性纖維素材料可從各種商業(yè)來源 獲得，包括Dow Wolff Cellulosics (例如，羧甲基纖維素鈉產(chǎn)品的WALOCEL CRT系列)、 Hercules公司(例如，纖維素膠和羧甲基纖維素產(chǎn)品的AQUAL0N 系列)和Sigma-Aldrich 公司(例如，No. C4021微粒纖維素)·示例性的未修飾殼聚糖及其鹽(包括檸檬酸鹽、硝酸鹽、乳酸鹽、磷酸鹽、氯化 物和谷氨酸鹽)可從多個(gè)商業(yè)來源獲得，包括KitoZymeS.A.、Fluka Chemie AG、FMC BioPolymer AS的NovaMatrix部門和Sigma-Aldrich公司。殼聚糖也可以通過水解使甲殼 質(zhì)(聚-N-乙?；?D-葡糖胺)脫乙酰化以去除氮原子上的乙?；鶃砗铣?。生成的聚合物 具有多個(gè)重復(fù)單位(例如，約30到約3000個(gè)重復(fù)單位，約60到約600個(gè)重復(fù)單位，或?qū)τ?所選擇的終端用途可能需要的此類其他量)，它們的一些或全部含有脫乙酰化氨基(例如， 全部重復(fù)單位的約30到約100%或約60到約95% )，剩余的重復(fù)單位(如果有的話)含有 乙?；被＞酆衔锸顷栯x子的并且可以被認(rèn)為由葡萄胺單體組成。殼聚糖可以是例如，滅 菌之前的數(shù)均分子量小于約50kDa的超低分子量物質(zhì)，滅菌之前的數(shù)均分子量為約50到約 200kDa的低分子量物質(zhì)，滅菌之前的數(shù)均分子量為約200到約500kDa的中分子量物質(zhì)或 滅菌之前的數(shù)均分子量大于約500kDa的高分子量物質(zhì)。殼聚糖衍生物還可以采用，例如， 其中一個(gè)或多個(gè)羥基或氨基已經(jīng)被修飾以改變衍生物的溶解度或粘膜粘附特性的衍生物。 示例性的衍生物包括硫醇化殼聚糖，以及非硫醇化殼聚糖衍生物，例如乙酰化、烷基化或磺 化殼聚糖(例如，0-烷基醚，0-?；?，陽離子化三甲基殼聚糖和用聚乙二醇改性的殼聚 糖)。殼聚糖衍生物可從多種來源獲得。例如，硫醇化殼聚糖可從ThioMatrix Forschungs Beratungs GmbH禾口Mucobiomer Biotechnologische Forschungs-und Entwicklungs GmbH 獲得，或通過殼聚糖與合適的硫醇化試劑反應(yīng)制備，如公開的PCT申請(qǐng)WO 03/020771 Al以 及Roldo等人的Mucoadhesive thiolated chitosans as platforms for oral controlled drug delivery :synthesis and in vitro evaluation(作為口月艮控釋藥物遞送平臺(tái)的粘 膜粘著劑硫醇鹽化殼聚糖合成及體外評(píng)估，European Journal of Pharmaceutics and Biopharmaceutics,57,115-121(2004)) ；Krauland 等人，Viscoelastic Properties of a New in situ Gelling Thiolated Chitosan Con jugate (新穎原位膠凝硫醇鹽化殼聚 糖的粘彈性特征，Drug Development And Industrial Pharmacy, 31,885-893 (2005)), Bernkop-Schniirch, Thiomers :A new generation of mucoadhesive polymers (柳 硫 汞新一代粘膜粘著聚合物，Advanced Drug Delivery Reviews，57，1569-1582 (2005))； 禾口 Bernkop—Schniirch 等入，Thiomers Preparation and in vitro evaluation of amucoadhesive nanoparticulate drug delivery system(柳硫萊粘膜粘著性粘膜顆 粒藥物遞送系統(tǒng)的制備及體外評(píng)估，International journal of Pharmaceutics, 317, 76-81(2006))中所述。其他多糖(例如，瓊脂、藻酸鹽、角叉菜膠、甲殼質(zhì)、硫酸軟骨素、葡聚糖、半乳甘露 聚糖、糖原、透明質(zhì)酸、淀粉)的來源和類型可以由本領(lǐng)域技術(shù)人員基于與上面對(duì)纖維素和 殼聚糖所給出的那些類似的選擇特性來選擇。當(dāng)在多糖混合物中組合時(shí)，每種多糖的量可 以廣泛地變化以獲得所需的性質(zhì)組合。例如，CMC和殼聚糖的共混物可由于具有殼聚糖而 具有良好的抑菌性能，和由于CMC而具有可控的、持續(xù)的和可調(diào)的降解速率，而單獨(dú)使用殼 聚糖可形成具有固有的較差的機(jī)械和再吸收性能的凝膠或海綿體，并且單獨(dú)使用CMC可形 成不具有殺菌性能的凝膠或海綿體。示例性可水合聚氨酯類包括美國(guó)專利4，137，200中描述的那些、HYP0L 親水性聚 氨酯預(yù)聚物(Dow化學(xué)公司，Midland MI)和NAS0P0RE 鼻敷料(nasal dressing) (來 自Polyganics BV，Rozenburglaan，荷蘭)。聚合物(一種或多種)在包裝和發(fā)送至最終用 戶之前任選地交聯(lián)。例如，可以采用與本申請(qǐng)同日提交的共同未決的PCT申請(qǐng)(代理案號(hào) P0027228. 02 和 151-P-272^W001)中描述的脫水熱交聯(lián)(dehydrothermal crosslinking) 工藝進(jìn)行交聯(lián)。對(duì)于公開的可再水合凝膠，這優(yōu)選地通過將自由流動(dòng)的可再水合聚合物顆 粒脫水熱交聯(lián)以形成自由流動(dòng)的可再水合交聯(lián)聚合物顆粒來完成。換句話說，顆粒優(yōu)選地 是本身單獨(dú)地被交聯(lián)，而仍然是自由流動(dòng)的并且能夠以后快速地溶解和再水合。對(duì)于本發(fā) 明的海綿體，交聯(lián)優(yōu)選地通過將成形的多孔物品脫水熱交聯(lián)來完成，所述物品已經(jīng)通過將 所需聚合物的溶液放置在合適的模具中并且將所述溶液凍干以形成具有與所需的非壓縮 的海綿體形狀相對(duì)應(yīng)的形狀的多孔固體而制成。換句話說，海綿體優(yōu)選地在交聯(lián)之前成形 和制備成多孔的。交聯(lián)也可以利用縮合反應(yīng)(例如，導(dǎo)致失去水的脫水反應(yīng)，導(dǎo)致失去諸如氯化氫、 甲醇或乙酸等另外小分子的反應(yīng))、加聚合反應(yīng)(例如，乙烯基的)、離子反應(yīng)，或涉及硫化 物或胺基團(tuán)的反應(yīng)進(jìn)行。當(dāng)使用兩種或更多種聚合物的組合時(shí)，在摻合聚合物之前交聯(lián)可以對(duì)一種或多于 一種的聚合物進(jìn)行。這容許對(duì)下述的性質(zhì)進(jìn)行定制，所述性質(zhì)諸如膠凝行為、膠凝時(shí)間和植 入后的降解時(shí)間。如果需要，得到的共混物可以進(jìn)行額外的脫水熱交聯(lián)反應(yīng)，例如脫水熱交 聯(lián)反應(yīng)。聚合物還可以保持分開的狀態(tài)，并且以后由終端用戶混合，盡管這與在制造場(chǎng)所形 成共混物相比通常會(huì)不太便利。利用冷電離輻射滅菌法，使公開的形成可水合凝膠的聚合物從未滅菌形式轉(zhuǎn)變成 無菌形式。術(shù)語“冷”在這個(gè)上下文中是指利用電離輻射給在周圍溫度以下冷凍的聚合物 滅菌，而不是指利用電離輻射給周圍溫度下的聚合物滅菌。應(yīng)當(dāng)注意，周圍溫度下聚合物的 電子束滅菌在多種出版物中有時(shí)稱為“冷”電子束滅菌，從而區(qū)分此種滅菌與升高溫度的滅 菌處理，如利用蒸汽或環(huán)氧乙烷。代替地，對(duì)于本申請(qǐng)，術(shù)語“冷電子束滅菌”是指利用電子 束輻射給在周圍溫度以下冷凍的聚合物滅菌。聚合物可以以各種方式冷凍，包括儲(chǔ)存在冷藏箱中、與冷板接觸、暴露到冷的干燥 空氣中、暴露到干冰中或暴露到液化的無水氣體(例如，液體二氧化碳或液氮)中。例如， 聚合物可以冷凍到15 °C、10°C、5 °C、0°C、-5 °C、-10°C、-15 °C、-20°c，或甚至更冷的溫度或冷凍到這些溫度之下(如在電子束暴露之前在聚合物樣品內(nèi)部中測(cè)得的)，例如通過冷凍到 接近或達(dá)到干冰大氣壓升華點(diǎn)(_79°C)或液氮大氣壓沸點(diǎn)(_196°C)的溫度可以達(dá)到的。 無菌聚合物可以比當(dāng)在周圍溫度下時(shí)利用電離輻射滅菌的其它方面相似的聚合物經(jīng)歷更 少的聚合物斷鏈。一般地，當(dāng)冷凍聚合物溫度降低時(shí)，由電離輻射滅菌引起的聚合物斷鏈程 度可以同樣地降低。根據(jù)所選的滅菌技術(shù)，冷凍可以在滅菌之前和滅菌過程中進(jìn)行，或僅在 滅菌之前進(jìn)行。對(duì)于諸如Y輻射滅菌之類較緩慢的滅菌技術(shù)，在滅菌之前和滅菌過程中都 需要冷凍。對(duì)于諸如電子束處理之類的較快速的滅菌技術(shù)，僅在滅菌之前進(jìn)行冷凍就可能 足夠?？梢圆捎枚喾N電離輻射滅菌源，包括、輻射、紫外線、X-射線和電子束輻射。電 子束輻射是特別期望的，這部分是因?yàn)樗蛇M(jìn)行的速度快，其中典型的滅菌循環(huán)通常以幾 分鐘的方式完成(例如，兩個(gè)五分鐘循環(huán))。X-射線對(duì)于需要比電子束輻射提供的穿透能 力更大的應(yīng)用可能是優(yōu)選的。也可以采用紫外輻射和Y輻射，但在一些情況下是禁忌的， 這部分是因?yàn)樽贤廨椛浜蚘輻射可以導(dǎo)致聚合物降解程度更高，并且在Y輻射的情況下 是禁忌的，這是因?yàn)榭赡苄枰L(zhǎng)得多的滅菌循環(huán)(例如，數(shù)個(gè)小時(shí)或更多)。冷電子束滅菌如上所述是特別期望的，并將在下面更詳細(xì)地討論。應(yīng)當(dāng)理解，滅菌 領(lǐng)域技術(shù)人員通過適當(dāng)改變下面陳述的電子束討論可以用其它冷電離輻射方法代替冷電 子束滅菌。公開的冷電子束滅菌方法似乎降低了聚合物重均和數(shù)均分子量值，但是所降低 的程度比當(dāng)該聚合物在周圍溫度下時(shí)利用電子束輻射滅菌聚合物的情況下所觀察到的更 少。公開的方法可以提供降低的降解或改進(jìn)的聚合物分子量的保留以及各種其它物理性 能，例如，保存期、可噴灑性、粘性強(qiáng)度、粘附強(qiáng)度，或安置在治療部位之后的停留或保留時(shí) 間。例如，經(jīng)受傳統(tǒng)(周圍溫度)電子束滅菌的形成凝膠的聚合物在噴射時(shí)可能不再形成 凝膠，但當(dāng)用冷電子束滅菌代替?zhèn)鹘y(tǒng)電子束滅菌時(shí)該聚合物形成凝膠的能力可被保持。對(duì) 任何給定物理性能觀察到的變化程度可以取決于多種因素，包括選擇的聚合物和其分子量 和多分散指數(shù)。冷電子束滅菌之后的重均或數(shù)均分子量可以為，例如相應(yīng)未滅菌聚合物的 重均或數(shù)均分子量的至少50%、至少60%、至少70%或至少80%。冷電子束滅菌增大的 多分散指數(shù)也可以在未滅菌聚合物增大的多分散指數(shù)之上，而相比于未經(jīng)滅菌的聚合物 的多發(fā)性指數(shù)，傳統(tǒng)電子束滅菌可能不會(huì)改變或可能降低多發(fā)性指數(shù)。例如，在冷電子束 滅菌之后，滅菌的聚合物的多分散指數(shù)比未滅菌的聚合物的多分散指數(shù)大至少2%、至少 4%或至少8%。合適的電子束設(shè)備或服務(wù)可以從多個(gè)供應(yīng)商獲得，包括BeamOne LLC(圣 地亞哥 Diego, CA)、電子束 Services, Inc.(坎布雷 Cranbury，NJ)、Isotron(UK)、 L-3Communication Pulse Sciences (圣利恩喬 San Leandro，CA)、NUTEK 公司(黑沃德 Hayward, CA)和Sterigenics國(guó)際公司(圣地亞哥San Diego, CA)。期望的電子束輻射劑 量水平可以根據(jù)選擇的聚合物(一種或多種)、選擇的產(chǎn)品形式(例如，液體、凝膠、顆粒或 海綿體)以及是否存在包裝而變化，并且一般可以經(jīng)驗(yàn)地確定。應(yīng)當(dāng)采用充分的電子束輻 射從而確保無菌產(chǎn)品，同時(shí)避免可能引起過度斷鏈和聚合物降解的水平。選擇的劑量可以， 例如相當(dāng)于約10到約100千戈瑞(kGy)、約15到約50kGy或約20到約35kGy的沉積輻射 能。對(duì)于某些聚合物(例如，易于氧化的那些)，在惰性氣氛(例如，在氮?dú)饣驓鍤?下進(jìn)行滅菌可進(jìn)一步減少斷鏈或降解。無論是否采用惰性氣氛，在干燥條件(例如，在干燥空 氣、氮?dú)饣驓鍤?下進(jìn)行滅菌也都是期望的，因?yàn)檫@樣做有助于阻止過早的聚合物水合。干 燥條件也可以通過在0°C下或0°C以下滅菌來促成，以便雜散的水蒸汽或濕氣傾向于在鄰 近冷表面上凝結(jié)和凍結(jié)，而不引起過早的聚合物水合。在滅菌之前或之后，公開的醫(yī)療設(shè)備可以放置在合適的密封包裝(例如，由合適 材料制成的注射器、小瓶或袋子)中，并按需要儲(chǔ)存或運(yùn)送給經(jīng)銷商或最終用戶(例如，外 科醫(yī)生、內(nèi)科醫(yī)師、牙科醫(yī)生或其他醫(yī)療專業(yè)人員)。在優(yōu)選的實(shí)施方式中，該醫(yī)療設(shè)備在冷 凍之前或在滅菌之前密封在合適的包裝中，以便當(dāng)運(yùn)送給經(jīng)銷商或最終用戶時(shí)該設(shè)備及其 包裝都是無菌形式的。根據(jù)所期望的最終用途，選擇的包裝可以包括多種特征，例如，滅菌 維護(hù)、保存期指示、保存期保藏、干擾預(yù)防(tamper prevention)、標(biāo)記或警告用的空間、以 便可以觀察或檢查內(nèi)容物的充足清晰度、干擾指示、無菌度喪失的指示，等等。公開的醫(yī)療設(shè)備在安置或插入到治療部位中之前可以再水合，或者在干燥狀態(tài) 時(shí)安置并然后原位再水合(例如，通過加入外部提供的再水合流體、通過吸收內(nèi)源性流體 (endogenous fluid)，或兩者)。再水合海綿體通常是相對(duì)簡(jiǎn)單的(straightforward)，并 可以通過將海綿體用水或含有任何其他所需成分的水溶液浸泡或飽和來進(jìn)行。例如，生理 鹽溶液可以是優(yōu)選的并且是容易獲得的再水合溶液，如果需要可以使用其他的物質(zhì)諸如 磷酸緩沖鹽水(PBS)。由于與水結(jié)合時(shí)一些干燥粉狀材料傾向于形成團(tuán)塊，所以使可再水 合凝膠顆粒再水合有些更加困難。但是，可以利用上述共同未決的PCT申請(qǐng)(代理案號(hào) NoP0027228. 02和151-P_272^W001)中描述的再水合過程來避免團(tuán)塊，其中將可再水合凝 膠顆粒分散在生物相容性水溶性極性分散劑(例如，乙醇、異丙醇或丙酮)中，接著使該分 散體與充足的含水顆粒溶劑(即，顆粒的水基溶劑)混合從而將顆粒轉(zhuǎn)化成粘性水凝膠。極 性分散劑是顆粒的足夠差的溶劑，使得顆粒和分散劑的混合物將不會(huì)形成真溶液。在顆粒 和分散劑已經(jīng)通過例如將它們漩渦在一起而攪拌后，所述分散體中的顆粒理想地為充分地 小，使得該分散體是穩(wěn)定的或準(zhǔn)穩(wěn)定的(例如，膠態(tài)分散體或適度持久的懸浮液)。不受理 論的限制，含水顆粒溶劑的加入被認(rèn)為容許在每個(gè)懸浮的顆粒的表面處經(jīng)由周圍的分散劑 溶解至該含水顆粒溶劑相中而幾乎同時(shí)地發(fā)生再水合，從而容許形成粘性水凝膠，而不形 成可見的未水合聚合物的團(tuán)塊。以此方式，分散的聚合物(例如分散的多糖)可以與水或 水溶液組合以形成無團(tuán)塊的水凝膠，即使干粉狀聚合物通常不會(huì)那樣。在許多情況下，公開 的方法可以用來使用兩個(gè)注射器之間的通道、溫和的攪動(dòng)或其他簡(jiǎn)單的混合技術(shù)而不需要 使用機(jī)械攪拌器，制備令人滿意的無團(tuán)塊的凝膠。公開的混合方法還可以容許形成非常濃 縮的水凝膠，其不能通過僅將粉末狀可水合聚合物與水或與加入酸或堿的水混合來獲得。 當(dāng)粘性水凝膠從粉末狀可水合聚合物制備時(shí)，聚合物濃度典型地取決于選擇的聚合物分子 量，并且例如可以是再水合凝膠的約1到約20%，約1到約10%或約1到約5%。凝膠可 以理想地在小于30分鐘、小于20分鐘、小于10分鐘、小于5分鐘、小于1分鐘內(nèi)或甚至在 再水合后基本上立即形成。對(duì)于沒有立即再水合的聚合物，可以期望地在聚合物已經(jīng)變得 太粘而不能噴灑或另外通過小的孔口分配——例如通過No. SA-3668 FIBRIJET 360°氣 體輔助內(nèi)向施藥器(Gas Assisted Endoscopic Applicator, Micromedics 公司.,圣保羅 St. Paul, MN)—之前將粉末飽和并將其注射。公開的醫(yī)療設(shè)備可以在再水合之前或之后任選地包括多種其他成分。示例性的其他成分包括溶劑、酸、堿、緩沖劑、抗微生物劑、治療劑和其他輔劑。酸、堿或緩沖劑可以例如 將凝膠保持在用于接觸人類組織的適當(dāng)PH，例如，大于5的pH，接近中性的pH，或小于8. 5 的PH。示例性的緩沖劑包括巴比妥鈉、甘氨酰胺、甘氨酸、氯化鉀、磷酸鉀、鄰苯二甲酸氫鉀、 乙酸鈉、檸檬酸鈉、磷酸鈉和它們的共軛酸。公開的醫(yī)療設(shè)備期望地是固有的抗微生物劑，而不需要加入單獨(dú)的抗微生物劑。 如果需要可以采用單獨(dú)的抗微生物劑。所述抗微生物劑的有用的列舉可以參見，例如，美 國(guó)專利申請(qǐng)公開號(hào)US 2007/0264296 Al?？捎迷诠_的醫(yī)療設(shè)備中的示例性治療劑包括 適合用于目標(biāo)治療部位處的任何物質(zhì)，包括止痛劑、抗膽堿能藥、抗真菌劑、抗組胺劑、甾 體或非留體抗炎劑、抗寄生蟲劑、抗病毒劑、生物抑菌組合物(biostatic compositions)、 化療/抗腫瘤劑、細(xì)胞因子、減充血?jiǎng)?、止血?jiǎng)?例如凝血酶)、免疫抑制劑、粘液溶解劑 (mucolytics)、核酸、肽類、蛋白質(zhì)、類固醇、血管收縮劑、維生素、它們的混合物和本領(lǐng)域技 術(shù)人員已知的其他治療性物質(zhì)。所述治療劑的有用的列舉可以參見，例如，上面提到的美國(guó) 專利申請(qǐng)公開號(hào)US 2007/0264296 Al中?？砂ㄔ诠_的醫(yī)療設(shè)備中的其他輔劑包括染料、顏料或其他著色劑(例如，F(xiàn)D & C3號(hào)紅、FD & C20號(hào)紅、FD & C6號(hào)黃、FD & C2號(hào)藍(lán)、D & C5號(hào)綠、D & C4號(hào)橙、D & C8 號(hào)紅、焦糖、二氧化鈦、水果或蔬菜著色劑諸如甜菜粉或胡蘿卜素、姜黃根、紅辣椒和本 領(lǐng)域技術(shù)人員已知的其他物質(zhì))；指示劑；調(diào)味劑或甜味劑包括但不限于茴香油、櫻桃、肉 桂油、檸檬油(例如，檸檬油、黎莓油或橙油)、可可、桉樹、草藥芳香劑(例如丁香油、鼠尾草 油或肉桂油)、乳糖、麥芽糖、薄荷醇、薄荷油、糖精、環(huán)己基氨基磺酸鈉、留蘭香油、山梨醇、 蔗糖、香草醛、冬青油、木糖醇和它們的混合物；抗氧化劑；消泡劑；和流變學(xué)改性劑包括增 稠劑和觸變膠(thixotrope)。公開的醫(yī)療設(shè)備期望地不含有可能潛在地?fù)p害患者組織或結(jié) 構(gòu)例如鼻腔或竇腔中的粘膜組織的成分。在期望從組織中去除水，例如，從息肉或水腫組織中去除流體的那些情況下，高 滲劑可以用于公開的醫(yī)療設(shè)備中。示例性的高滲劑包括呋塞米、氯化鈉凝膠和可以從組 織或物質(zhì)中抽出水的其他鹽制劑，它們直接或間接地改變粘膜層的滲透壓量(osmolar content)。當(dāng)期望治療劑的持續(xù)釋放或延遲釋放時(shí)，還可以包括釋放劑改性劑。施用的可再水合凝膠可以填充治療部位(例如，鼻腔或竇腔，或一部分肢體或脊 柱中的開口、隱窩、通道或關(guān)節(jié))，在此情況下，公開的凝膠可以形成非常厚且不暴露于空氣 或其他附近的氣體的層，并且在整個(gè)層上具有不同的厚度。公開的可再水合凝膠還可以作 為薄膜或其他保形涂層施用，在此情況下本發(fā)明的凝膠層可以形成相對(duì)薄且暴露于空氣或 其他附近的氣體的層，并且在整個(gè)層上具有基本上均一的厚度?？稍偎夏z組合物提供 保護(hù)層，該保護(hù)層可以是粘性的、彈性的或粘彈性的。該保護(hù)層期望地粘附于治療部位處 的粘膜或其他天然組織(例如，軟骨或骨)并且抵抗分離或其他破壞直至凝膠層發(fā)生天然 的降解或吸收，例如，在1天至幾天(例如，2、3、或4天)、幾周或幾個(gè)月的體內(nèi)停留時(shí)間 后。同時(shí)細(xì)菌再建群(recolonization)或再感染可以被顯著地減少或避免，并且可以發(fā)生 改善的愈合和纖毛再生。保護(hù)性凝膠層可以提供多種治療優(yōu)勢(shì)，包括但不限于抵抗細(xì)菌粘 附、抗感染特性、局部免疫調(diào)節(jié)、組織保護(hù)、減少或消除疼痛或出血、減少炎癥、優(yōu)化纖毛再 生環(huán)境、減少與重要解剖結(jié)構(gòu)的粘附等等。這些優(yōu)勢(shì)可以由多種機(jī)制引起，包括a)殺死細(xì) 菌，b)抑制細(xì)菌建群，c)抑制細(xì)菌與組織的粘附，d)減少組織發(fā)病或膿腫形成，e)減少或防止疾病復(fù)發(fā)(例如，特別是減少與細(xì)菌生物膜中的細(xì)菌毒素和被囊多糖(encapsulated polysaccharide)相關(guān)的慢性炎癥)，f)在愈合期間包被和保護(hù)組織，諸如通過保持促進(jìn)血 小板聚集的濕潤(rùn)傷口，或通過閉合干性傷口而不會(huì)形成過度粗糙的結(jié)構(gòu)，g)止血，h)優(yōu)化 粘膜纖毛再生的環(huán)境，i)加速纖毛的生長(zhǎng)或再生和j)將治療劑(一種或多種)遞送至治 療部位。期望地保護(hù)性凝膠層將粘附于一部分粘膜，而使未粘附部分中的纖毛自由進(jìn)行自 然的有節(jié)律的纖毛運(yùn)動(dòng)(即，纖毛擺動(dòng))，如果需要也將遞送抗微生物劑或其他的治療劑， 并且期望地將阻礙或阻止細(xì)菌粘附于治療部位。公開的醫(yī)療設(shè)備可以期望地用作多步驟治療方案的一部分，其破壞細(xì)菌生物膜 并且阻礙其恢復(fù)。例如，可以進(jìn)行一系列步驟，其可以廣義地分類為清潔/破壞、殺死、 充氣、保護(hù)/包被和愈合。清洗/破壞步驟可以通過施用如上述美國(guó)專利申請(qǐng)公開號(hào) US2007/0264296 Al中討論的溶劑化系統(tǒng)來進(jìn)行。殺死步驟可以通過將適當(dāng)?shù)目刮⑸飫?應(yīng)用于治療部位來進(jìn)行。這可以例如通過將抗微生物劑包含在溶劑化系統(tǒng)中作為單獨(dú)應(yīng)用 的組合物，或包含在溶劑化系統(tǒng)和單獨(dú)應(yīng)用的組合物兩者中來實(shí)現(xiàn)?？刮⑸飫┻€可以在 操作后應(yīng)用或施用。充氣步驟可以通過開放閉塞的或部分閉塞的通道，例如，對(duì)于鼻部應(yīng)用 的竇或竇口，從而向被治療組織提供空氣通道或改善空氣通道來進(jìn)行。這可以例如通過手 術(shù)去除阻塞性組織結(jié)構(gòu)或手工地將所述結(jié)構(gòu)移位來實(shí)現(xiàn)。保護(hù)/包被步驟可以通過用公 開的凝膠組合物包被由此治療的組織的至少一部分，或通過用公開的海綿體覆蓋由此治療 的組織的至少一部分來進(jìn)行。愈合步驟可以通過允許清洗的、保護(hù)的和封閉的組織表面經(jīng) 歷至正常狀態(tài)的恢復(fù)來進(jìn)行，例如，通過一種或多種愈合機(jī)制諸如炎性應(yīng)答的調(diào)節(jié)、吞噬作 用、粘膜重塑、纖毛再生或正常功能的完全或部分恢復(fù)。多步驟治療方案可以包括或緊接 著清除步驟，在該步驟中凝膠組合物或海綿體是充分生物可降解的或生物可再吸收的，從 而在所需的時(shí)間期限內(nèi)從治療部位消失，所述時(shí)間期限，例如，超過1天、超過3天，或約4 到約7天，并且期望地不脫落大的固體塊。公開的方法可以有利地在無需手術(shù)的條件下實(shí) 現(xiàn)，例如，通過普通的吸入/吸出技術(shù)應(yīng)用和去除任選的溶劑化系統(tǒng)，或通過簡(jiǎn)單地沖洗受 感染組織然后應(yīng)用公開的凝膠組合物或海綿體。等同的一系列步驟可以在一部分中耳或內(nèi) 耳中以多步驟治療方案進(jìn)行。關(guān)于所述治療方案的更多細(xì)節(jié)可以參見美國(guó)專利申請(qǐng)公開號(hào) 2007/0264310A1。在下面非限制性實(shí)施例中進(jìn)一步說明本發(fā)明。實(shí)施例1將低分子量形成可水合凝膠的多糖聚合物(來自FMC BioPolymer AS的 NovaMatrix unit的PROTASAN G113 170，OOOkDa殼聚糖谷氨酸鹽)和中分子量形成 可水合凝膠的多糖聚合物(來自FMCBioPolymer AS的NovaMatrix unit的PROTASAN G213 350，OOOkDa殼聚糖谷氨酸鹽)的樣品在PBS中溶解為5wt. %的聚合物濃度，然 后將它們凍干以形成干燥粉末。經(jīng)由SEC-MALS，利用Tosoh公司(日本)的TSK-GEL G6000PWxl,G5000PWxl 和 G3000PWXl 尺寸排阻色譜柱,Waters 公司(Milford，ΜΑ)的 WATERS 2695 Separation Module，Waters 公司的 WATERS 2414 DRI Detector (檢測(cè)器)，Wyatt Technology公司(圣芭芭拉Santa Barbara, CA)的DAWN HELE0S 多角度光散射檢測(cè)器和 Wyatt Technology公司的ASTRA V SP高分子表征軟件，對(duì)每個(gè)樣品的未滅菌部分進(jìn)行評(píng) 估以確定Mw、Mn和多分每個(gè)樣品部分和利用冷藏箱冷凍至-20到-25°c下的部分進(jìn)行滅菌，并對(duì)其進(jìn)行評(píng)估以確 定Mw、Mn和多分散指數(shù)。這些結(jié)果在下面表1中示出表 權(quán)利要求
1.一種聚合物滅菌的方法，所述方法包含a)提供在周圍溫度以下冷凍的形成可水合凝膠的聚合物；和b)利用電離輻射對(duì)所述冷凍聚合物滅菌，從而提供無菌聚合物。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述無菌聚合物比在周圍溫度下利用電離輻射滅 菌的其它方面相似的聚合物具有更少的聚合物斷鏈。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述無菌聚合物比未經(jīng)滅菌的其它方面相似的聚 合物具有更高的多分散性。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述無菌聚合物利用電子束輻射滅菌，并且比在 周圍溫度下利用電子束輻射滅菌的其它方面相似的聚合物具有更高的多分散性。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述無菌聚合物利用電子束輻射滅菌，并且比在 周圍溫度下利用電子束輻射滅菌的其它方面相似的聚合物具有更高的重均分子量。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述無菌聚合物的重均分子量或數(shù)均分子量是相 應(yīng)的滅菌之前的重均分子量或數(shù)均分子量的至少60%。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述無菌聚合物的重均分子量或數(shù)均分子量是相 應(yīng)的滅菌之前的重均分子量或數(shù)均分子量的至少70%。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述無菌聚合物的重均分子量或數(shù)均分子量是相 應(yīng)的滅菌之前的重均或數(shù)均分子量的至少80%。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述無菌聚合物的多分散指數(shù)比滅菌之前的所述 聚合物的多分散指數(shù)大至少2%。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述無菌聚合物的多分散指數(shù)比滅菌之前的所 述聚合物的多分散指數(shù)大至少4%。
11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述無菌聚合物的多分散指數(shù)比滅菌之前的所 述聚合物的多分散指數(shù)大至少8%。
12.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述無菌聚合物是顆粒。
13.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述無菌聚合物是非粉碎的。
14.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中利用所述無菌聚合物制備的水凝膠是可噴灑的 并且噴灑時(shí)將形成凝膠。
15.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述無菌聚合物是海綿體。
16.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述聚合物包含多糖。
17.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述聚合物包含殼聚糖。
18.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述聚合物包含殼聚糖和另一多糖的混合物。
19.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述聚合物包含殼聚糖和羧甲基纖維素的混合物。
20.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述聚合物包含聚乙二醇。
21.一種包含形成無菌可水合凝膠的聚合物的醫(yī)療設(shè)備，所述聚合物的多分散指數(shù)比 所述聚合物在未滅菌時(shí)的多分散指數(shù)高，或者所述聚合物的重均分子量或數(shù)均分子量比所 述聚合物在周圍溫度下利用電離輻射滅菌時(shí)的各自重均分子量或數(shù)均分子量高。
22.—種治療方法，所述方法包含a)使形成無菌可水合凝膠的聚合物水合，從而形成粘性水凝膠，所述聚合物的多分散指數(shù)比所述聚合物在未滅菌時(shí)的多分散指數(shù)高，或者所述聚合物的重均分子量或數(shù)均分子 量比所述聚合物在周圍溫度下利用電離輻射滅菌時(shí)的各自重均分子量或數(shù)均分子量高，和 b)將一層所述粘性水凝膠注射或噴灑到組織或其它機(jī)體結(jié)構(gòu)上。
全文摘要
形成可水合凝膠的聚合物的滅菌可通過將該聚合物在周圍溫度以下冷凍并利用電離輻射(例如，電子束輻射)對(duì)該冷凍聚合物滅菌來進(jìn)行。這樣做可以降低周圍溫度下聚合物的電離輻射滅菌所引起的物理性能的降解，并可以保持或保留期望的水合或形成凝膠的特性。
文檔編號(hào)A61L2/00GK102099060SQ200980117591
公開日2011年6月15日 申請(qǐng)日期2009年4月23日 優(yōu)先權(quán)日2008年4月24日
發(fā)明者D·P·埃默里, M·F·米恩笛 申請(qǐng)人:麥德托尼克公司